9日，記者從中國水稻研究所水稻生物育種全國重點實驗室張健研究員團隊獲悉，該團隊利用合成生物學手段將水稻種子油脂含量從2.3%提升至11.7%，為水稻、玉米、馬鈴薯、木薯等高產淀粉類糧食作物轉換為油料用途提供了新的技術途徑和思路。相關研究近日在線發表于《植物通訊》。
“大豆、油菜等油料作物通常具有高油脂、高蛋白和低產的特性。比如，大豆含油量為15%—26%、蛋白質含量約為40%、單產約為2噸/公頃。水稻、馬鈴薯等糧食作物產量相對較高，但油脂、蛋白質含量偏低，比如水稻含油量為2%—3%、蛋白質含量約為10%、單產約為7噸/公頃。”論文通訊作者張健告訴記者，理論上，水稻在產量不變的前提下，油脂含量從2%提升至6%即可成為大豆的替代油脂來源。
該研究通過集成“提效”“引流”和“擴容”3個策略提升水稻種子油脂含量。“首先利用水稻胚乳特異性啟動子，驅動擬南芥油脂合成限速基因在胚乳中表達，以提升種子中油脂合成效率；其次，利用基因編輯技術敲除水稻淀粉合成的關鍵基因，部分關閉淀粉合成通路，將碳源引流至油脂合成通路；然后通過敲除負調控稻米糊粉層厚度的基因，增加油脂儲存組織糊粉層厚度，以擴大水稻種子中油脂的庫容，最終在我國南方稻區的主栽品種南粳46中創制了高油脂水稻種質。其糙米中油脂相對含量由2.33%提升至11.72%，為目前已報道的淀粉類糧食作物中的最高油脂水平，媲美大豆等油料作物，單粒種子油脂含量也由0.5毫克提升至1毫克。”張健說。
編輯：馬萍
